呂婷

物理作為高中教學(xué)中的重要教學(xué)科目之一，是學(xué)生為未來(lái)發(fā)展打好基礎(chǔ)的重要學(xué)科，對(duì)學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)與發(fā)展有著重要影響，而實(shí)驗(yàn)則是物理教學(xué)中的重要教學(xué)方法之一，教師應(yīng)當(dāng)重視小實(shí)驗(yàn)在高中物理教學(xué)中的作用，掌握有效的應(yīng)用策略，使學(xué)生掌握并能夠靈活運(yùn)用物理知識(shí)，有效提升高中物理教學(xué)質(zhì)量。

物理課堂是實(shí)驗(yàn)的課堂，物理課離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，往往一些很簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)就能起到大作用。這里介紹一些簡(jiǎn)易的，容易從身邊和生活中得到教具并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的小實(shí)驗(yàn)。

1 《勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述》中的小實(shí)驗(yàn)

本節(jié)課是一節(jié)概念課，本是枯燥無(wú)味，卻可以由幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)而使課堂大放光彩。

1.1分組實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)齒輪組，可讓小輪帶動(dòng)大輪

教具是樂(lè)高積木中的一大一小兩齒輪及一些小插件。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寣W(xué)生觀察大輪小輪的運(yùn)動(dòng)快慢。發(fā)現(xiàn)小輪轉(zhuǎn)了好幾圈，大輪才能轉(zhuǎn)一圈。可以引出描述圓周運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量——線(xiàn)速度。推導(dǎo)線(xiàn)速度公式時(shí)也可以直觀的看出線(xiàn)速度等于弧長(zhǎng)除以時(shí)間。并且在后面講解“共線(xiàn)線(xiàn)速度相同，同軸角速度相同”時(shí)，讓學(xué)生能更直觀的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)又能鍛煉動(dòng)腦思考、動(dòng)手搭建的能力。而樂(lè)高積木本身就能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在快樂(lè)中學(xué)習(xí)?？梢哉f(shuō)這個(gè)小小分組實(shí)驗(yàn)雖小，但作用很大。

1.2學(xué)生參與圓周運(yùn)動(dòng)，感受線(xiàn)速度和角速度

利用班級(jí)教室里的旗桿，教師拿住其中一端，讓幾位同學(xué)來(lái)抓住旗桿，教師以自己為軸讓旗桿在水平面內(nèi)做緩慢的圓周運(yùn)動(dòng)，幾位同學(xué)隨著旗桿一起做圓周運(yùn)動(dòng)。這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)一做，馬上引起全部學(xué)生的共鳴，立刻調(diào)節(jié)了課堂氣氛。讓全班同學(xué)注意觀察，幾位做圓周運(yùn)動(dòng)的同學(xué)的線(xiàn)速度和角速度大小是否相同。發(fā)現(xiàn)：①在相同時(shí)間內(nèi)幾位同學(xué)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同，則他們的角速度相同。②在相同時(shí)間內(nèi)幾位同學(xué)走過(guò)的弧長(zhǎng)不同，則他們的線(xiàn)速度不同，且越靠外的同學(xué)走過(guò)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，線(xiàn)速度越大。這些都能直觀的看出來(lái)，且讓幾位做圓周運(yùn)動(dòng)的同學(xué)更加印象深刻?？梢哉f(shuō)是一個(gè)信手拈來(lái)的小實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)揮了大作用。

2 《磁場(chǎng)及其描述》中的小實(shí)驗(yàn)

這節(jié)課原也是概念課，可用到的實(shí)驗(yàn)不多，一般上課教師就是給學(xué)生看看條形磁鐵、題型磁鐵、小磁針、磁感線(xiàn)演示儀等等，然而使用一些有趣的自制小實(shí)驗(yàn)卻可以點(diǎn)亮課堂！

2.1“高溫”消磁

教師用火燒刀片上所吸引的磁鐵，發(fā)現(xiàn)不久后磁鐵從刀片上掉落，也就是所謂的“高溫”消磁。利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)作為新課的引入，馬上吸引了全班學(xué)生的眼球，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該實(shí)驗(yàn)本來(lái)只是教材中的一句話(huà)，“可用高溫來(lái)消磁”。而當(dāng)我們把它真正搬到課堂上演示出來(lái)，那直觀的視覺(jué)效果比起課本上那微不足道的一句話(huà)更能引起學(xué)生的注意。這也足以體現(xiàn)教師的智慧和實(shí)踐動(dòng)手能力。我們不需要很高的溫度，只要日常的打火機(jī)，當(dāng)然按正規(guī)我們可以使用酒精燈，其溫度就足夠了。一小塊磁鐵、一把刀片或別的小金屬片、一個(gè)打火機(jī)或一盞酒精燈，這些都是生活中很容易實(shí)現(xiàn)的。就看我們教師愿不愿去收集去動(dòng)手。

2.2模擬地磁場(chǎng)

教師利用廢紙皮剪一個(gè)圓模擬地球，在圓形紙皮后面粘一塊條形磁鐵用來(lái)模擬地磁場(chǎng)，然后用小磁針繞著模擬地球一周，讓學(xué)生觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。紙皮、條形磁鐵、小磁針，利用這些簡(jiǎn)單教具做出的看似簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)卻能說(shuō)明一些大道理。第一，讓學(xué)生更直觀的了解指南針為什么會(huì)指南北;第二，讓學(xué)生直觀的看到在南北極以及赤道正上方時(shí)小磁針的指向;第三，為后面學(xué)生解決一些有關(guān)地磁場(chǎng)的題目建立起地磁場(chǎng)的物理模型;第四，對(duì)學(xué)生接下來(lái)理解磁感線(xiàn)的特點(diǎn)（磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)方向?yàn)樵擖c(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極指向）幫助很大。這個(gè)實(shí)驗(yàn)看上去、做起來(lái)都很簡(jiǎn)單，但是要想到這么做真是不容易，充分的體現(xiàn)出我們物理教師的教學(xué)智慧！

3 《機(jī)械波的形成與描述》中的小實(shí)驗(yàn)

3.1改進(jìn)后的“人波”

在講機(jī)械波的傳播特點(diǎn)時(shí)，物理教師常會(huì)演示人波來(lái)模擬繩波，進(jìn)而來(lái)說(shuō)明機(jī)械波在傳播的過(guò)程中的特點(diǎn)：前一個(gè)點(diǎn)帶后一個(gè)點(diǎn)，后一個(gè)點(diǎn)學(xué)前一個(gè)點(diǎn)，后一個(gè)點(diǎn)晚前一個(gè)點(diǎn)，各質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近做受迫振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的相同。教師往往按書(shū)上說(shuō)的來(lái)做，即一列同學(xué)按一前一后的站成一列，各自做蹲下站起的動(dòng)作，讓別的同學(xué)來(lái)觀察這列模擬的繩波上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。書(shū)上的做法有個(gè)缺點(diǎn)，就是各個(gè)同學(xué)是獨(dú)立分開(kāi)的，同學(xué)與同學(xué)之間并沒(méi)有聯(lián)系，這樣就無(wú)法說(shuō)明“前一個(gè)點(diǎn)帶后一個(gè)點(diǎn)”及“各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)”則無(wú)法說(shuō)明為什么“各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的相同”。

為了可以看出前面幾個(gè)特點(diǎn)，教師將該實(shí)驗(yàn)做了一點(diǎn)小小的改進(jìn)。讓各位同學(xué)手牽著手，面向同一個(gè)方向站成一列，第一位同學(xué)做波源。實(shí)驗(yàn)時(shí)，各位同學(xué)將眼睛閉上，由做“波源”的同學(xué)慢慢的做蹲下站起的動(dòng)作，其他同學(xué)則憑手上的感覺(jué)判斷自己要蹲下還是站起。一開(kāi)始可能會(huì)有點(diǎn)亂，可以讓同學(xué)們多做幾次就能形成比較漂亮的波形了。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，各“質(zhì)點(diǎn)”間有了聯(lián)系，其他同學(xué)很容易就可以看出“前一個(gè)點(diǎn)帶后一個(gè)點(diǎn)”及“各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)”。并且可以讓做質(zhì)點(diǎn)的同學(xué)來(lái)說(shuō)說(shuō)出自己的感受——做受迫振動(dòng)。通過(guò)學(xué)生的觀察及感受，很直觀形象的“看到了”波傳播的特點(diǎn)，將抽象的知識(shí)具體化，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

3.2“磁鐵”質(zhì)點(diǎn)區(qū)分波形曲線(xiàn)和振動(dòng)曲線(xiàn)

機(jī)械波的描述中，最容易混淆的就是波形曲線(xiàn)和振動(dòng)曲線(xiàn)。波形曲線(xiàn)表示的是某一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn)的位移情況，波形曲線(xiàn)是實(shí)際的波形圖，其橫坐標(biāo)是波傳播方向上的位移。而振動(dòng)曲線(xiàn)表示的是某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移情況，振動(dòng)曲線(xiàn)并不是實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡，其橫坐標(biāo)是時(shí)間。因?yàn)閮蓚€(gè)圖像都是正余弦圖像，所以學(xué)生容易混淆，且不易理解兩個(gè)圖的意義，不懂得應(yīng)用。

教師將圓形小磁鐵（兒童玩具），涂上不同的顏色來(lái)代表不同的質(zhì)點(diǎn)（可以是9個(gè)或更多），貼在黑板上畫(huà)好的波形圖中，讓學(xué)生將其看成各質(zhì)點(diǎn)的“集體照片”。再用同一種顏色的質(zhì)點(diǎn)代表振動(dòng)圖像中同一個(gè)點(diǎn)在不同時(shí)刻的“頻閃照片”：先模擬一個(gè)質(zhì)點(diǎn)邊振動(dòng)邊拍“頻閃照片”，將同種顏色的磁鐵貼在振動(dòng)圖像縱軸的不同位置，接著將這些“頻閃照片”沿著時(shí)間軸平鋪開(kāi)來(lái)形成振動(dòng)圖像。

這樣一來(lái)，再一次將抽象的知識(shí)形象化具體化，學(xué)生很容易就理解了兩個(gè)圖像的意義，對(duì)之后兩個(gè)圖像的應(yīng)用非常有幫助。這里用的小磁鐵只是小小的兒童玩具，教師利用自己的智慧，將幾個(gè)涂上顏色的小磁鐵發(fā)揮了大作用。物理教具——只有想不到，沒(méi)有做不到。

3.3充分利用的“繩波”

繩波在機(jī)械波的形成與描述中是一個(gè)很重要的波，它貫穿了整節(jié)課。在機(jī)械波的形成時(shí)會(huì)用到，看機(jī)械波的傳播特點(diǎn)時(shí)會(huì)用到，畫(huà)波形曲線(xiàn)時(shí)還會(huì)用到，講波長(zhǎng)時(shí)就是以繩波為原型。所以繩波的演示很重要，繩波看似簡(jiǎn)單，想要做出漂亮的波形卻沒(méi)有那么容易。如課本上說(shuō)的一端系在墻上一端用手抖動(dòng)，很難形成同一個(gè)內(nèi)振動(dòng)的繩波。

為了克服這一難點(diǎn)，讓繩波發(fā)揮大作用，首先，教師將繩子放在地上抖動(dòng)，這樣就能形成比較理想的波形。其次，教師拿學(xué)生八字跳繩用的長(zhǎng)麻繩，放在學(xué)生組與組間的過(guò)道地面上來(lái)演示，并在繩上系了條紅繩做為標(biāo)記，代表繩上的某一質(zhì)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)一位同學(xué)在后面踩住繩子，教師在前面抖動(dòng)，左右兩邊的過(guò)道各演示一次。并且在實(shí)驗(yàn)之前先給學(xué)生提出三個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去觀察實(shí)驗(yàn)。（1）繩上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)為什么會(huì)動(dòng)？（2）繩上質(zhì)點(diǎn)會(huì)不會(huì)隨著繩波向前遷移？（3）繩子上的質(zhì)點(diǎn)在做什么運(yùn)動(dòng)？第一個(gè)問(wèn)題的回答——繩上的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是由于教師的抖動(dòng)，可以引出機(jī)械波的概念，機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。第二個(gè)問(wèn)題的回答可以讓學(xué)生自己看出機(jī)械波傳播的特點(diǎn)之一，質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移。第三個(gè)問(wèn)題的回答可以讓學(xué)生看出機(jī)械波傳播的另一個(gè)特點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近做機(jī)械振動(dòng)。接著，拍下實(shí)驗(yàn)時(shí)繩波的視頻，播放給學(xué)生看，地上瓷磚的縫隙正好可以構(gòu)成橫軸坐標(biāo)，再將視頻截屏成圖片，利用課件用紅線(xiàn)畫(huà)出橫縱軸，從而就成功引出了波形圖像。

4 結(jié)語(yǔ)

就這樣，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的一個(gè)繩波演示實(shí)驗(yàn)，貫徹了整節(jié)課，發(fā)揮了大作用。看來(lái)，小實(shí)驗(yàn)要發(fā)揮大作用，不但要會(huì)做實(shí)驗(yàn)，還要會(huì)用實(shí)驗(yàn)。物理課堂是智慧的課堂，等待我們?nèi)グl(fā)掘，去實(shí)踐！讓我們用我們智慧的火花帶領(lǐng)學(xué)生們領(lǐng)略神奇的物理課堂！

（作者單位：永安三中）